DE3541129A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen abbau von cellulose- und hemicellulosehaltigen substraten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen abbau von cellulose- und hemicellulosehaltigen substraten

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DE3541129A1 DE19853541129 DE3541129A DE3541129A1 DE 3541129 A1 DE3541129 A1 DE 3541129A1 DE 19853541129 DE19853541129 DE 19853541129 DE 3541129 A DE3541129 A DE 3541129A DE 3541129 A1 DE3541129 A1 DE 3541129A1
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen
  • Abbau von cellulose- und hemicellulosehaltigen Substraten (Für diese Patentanmeldung wird die Priorität der Deutschen Patentanmeldung P 34 45 480.2-41 vom 13. Dezember 1984 in Anspruch genommen) Die Erfindung geht aus von einem anaeroben submersen Verfahren zum microbiellen oder microbiellen und enzymatischen Abbau von Cellulose und/oder Hemicellulose mit Ausdampfen flüchtiger Endprodukte aus der Gärlösung sowie von einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das Verfahren soll in besonderem Maße für die Ethanolerzeugung aus Cellulosematerial, aus Hemicellulose und aus Pentosen Verwendung finden.
  • Da Polysaccharide, wie Cellulose, praktisch wasserunlöslich sind, handelt es sich bei ihrem enzymatischen Abbau immer um eine Zweiphasenreaktion, bei der sich Transportprobleme an der Phasengrenze ergeben. Man muß deshalb z.B. auf die Verwendung von - anderweitig bereits mit großem Erfolg eingesetzten - immobilisierten Enzymen verzichten und statt dessen in einem wässrigen System die Viskosität so niedrig und und die Umwälzung so stark wählen, daß ein optimaler enzymatischer Angriff erfolgen kann.
  • Ferner ist ein vollständiger Umsatz des Substrates nicht gegeben, wenn sich im Laufe des Prozesses Zwischen- oder Endprodukte ansammeln, die auf die verwendeten Enzyme oder Mikroorganismen inhibierend wirken. Beim Abbau von Cellulose sind dies Cellobiose, Glucose und Ethanol, die hemmend auf Cellulasen wirken; bei der Vergärung von Pentosen mit Candida und verwandten Hefen ist der gebildete Alkohol ein Hemmstoff für diese Hefen.
  • Für die Cellulosevergärung ist bereits eine Kombination von enzymatischer Spaltung und Fermentation in einem Reaktionsraum bekannt, um die Glucosekonzentration auf einem Minimum zu halten (DE-AS 25 41 960). Darüberhinaus läßt sich durch fortlaufende Entfernung der gebildeten Endprodukte während der Fermentation die Produkthemmung weiter minimieren. Bisbekannt her sind einige Wege geworden, auf denen eine Lösung prinzipiell möglich ist, wenn es sich um flüchtige Verbindungen handelt. So wird bei einem Verfahren die Vergärung von Cellulosematerial ganz oder teilweise in einem Teilvakuum durch geführt, bei dem entsprechend der Gärtemperatur ein Unterdruck so gewählt wird, daß die Gärflüssigkeit sich in der Nähe ihres Siedezustandes befindet, und der gebildete Alkohol als Dampf abgezogen wird (DE-OS 30 27 108). Bei einem anderen Verfahren erfolgt die Vergärung in einer von einem Gasstrom getragenen Wirbelschicht, die aus einem feuchten Hefegranulat mit eingeschlossenem oder aufgesprühtem Substrat besteht, wobei der gebildete Alkohol entsprechend seinem Partialdruck in die Gasphase übertritt. Die vergärbaren Saccharide liegen in konzentrierter Form vor, um eine besonders feststoffreiche "Schlempe" zu erhalten (DE-OS 31 05 581) Die bisher bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Ethanolfermentation sind in erster Linie für die Vergärung von Glucose konzipiert und gehen auf die besonderen Verhältnisse bei der direkten Fermentation von pflanzlichen Polysacchariden (ausgenommen Stärke) nicht näher ein. So wird zwar ein hoher Endvergärungsgrad angestrebt, der momentanen Glucosekonzentration jedoch kaum Beachtung geschenkt. Vor allem finden sich keine Angaben, nach denen die Ethanolkonzentration definiert unter einem bestimmten Wert zu halten wäre. - Das Arbeiten mit einer Wirbelschicht erfordert sehr hohe Substratkonzentrationen, was relativ hohe momentane Ethanol-und Glucosekonzentrationen zur Folge hat. Ferner ergeben sich aufgrund der Partikelstruktur und -größe Transportprobleme beim Celluloseabbau.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von flüchtigen Endprodukten aus fermentierenden Systemen zu entwickeln, welches speziell auf die Fermentation nativer und teilhydrolysierter Cellulose und Hemicellulose abgestimmt ist. Durch einen Aufbau aus ein fachen Elementen soll das System unempfindlich gegenüber Sta rungen sein und lange Laufzeiten ermöglichen. Insbesondere soll durch Abstimmen der Gärungsparameter, wie Ethanolkonzentration, Konzentration an Metaboliten, Gärtemperatur und Durchmischung, ein optimaler Umsatz erzielt werden.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch die Vereinigung aller Merkmale gemäß diesem Hauptanspruch gelöst. Dabei wird durch das kontinuierliche Ausdampfen der Abbauprodukte, insbesondere durch die Entfernung des Alkohols, aus der anaerob geführten Gärlösung über die Parameter Gasdurchsatz, Enzym-, Substrat-, Hefekonzentration, pH-Wert und Temperatur bewirkt, daß sich ein quasistationärer Zustand so einstellt, daß für die Zwischen- und Endprodukte der enzymatisch/mikrobiellen Spaltung ein Konzentrationsbereich erzielt wird, in dem dieee Produkte bei den katabolischen Reaktionen keine wesentliche Hemmung mehr verursachen.
  • Im einzelnen bedeutet dies für das Ethanol eine Konzentrat im zwischen 1 bis 10 g/l, für die Glucose eine Konzentration zwischen 0,01 und 0,1 g/l und für die niederen ß-Oligomeren der Glucose bei der Cellulosespaltung (insbesondere Cellobiose) eine Konzentration, die unter 0,05 g/l liegt. Um für die Hefen genügend vergärbares Substrat zur Verfügung zu stellen, sollte die Glucosekonzentration vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,1 g/l liegen.
  • Aus dem Trägergasstrom kann das darin als Dampf enthaltene Ethanol zusammen mit dem ausgedampften Wasser durch Abkühlen bis nahe an den Gefrierpunkt des abgeführten Ethanol-Wasser-Gemisches (Kondensats) gewonnen werden. Eine andere Möglichkeit zur Gewinnung des Alkohols ist die Abtrennung des in dem Trägergasstrom als Dampf enthaltenen Ethanols durch eine selektive, zumindest semipermeable Membran, die vorzugsweise nur für Ethanol durchlässig ist, während andere Komponenten von ihr zurückgehalten werden. Eine solche Membran kann bspw.
  • aus Celluloseacetat bestehen. In beiden Fällen wird der Trägergasstrom nach weitgehender Abtrennung des Alkohols über ein Gebläse wieder in den Fermenter zurückgeführt.
  • Im Fermenter wird der Trägergasstrom von einer Gasfritte odg einer Düse aus verteilt. Wichtig ist eine starke Zerteilung des Trägergasstroms und seine innige Vermischung mit der Fer mentationsflüssigkeit. Der durchschnittliche Durchmesser der Gasblasen liegt dabei zwischen 0,5 und 1 mm.
  • Wird das Trägergas über eine Düse eingeführt, so wird es vor teilhaft mittels eines der Gaszuführungsdüse vorzugsweise im Bodenbereich des Reaktors beigeordneten Rührers verteilt. Der Fermenterinhalt wird also im wesentlichen durch den Trägergasstrom durchmischt. 1 Die Erfindung wird nachstehend aufgrund von Ausführungsbeispielen anhand der Figur erläutert.
  • Die Figur zeigt, daß der Trägergasstrom über eine Gasfritte 2 in den Fermenter 1 gelangt, von wo er durch die Gasheizung 3 und die Gaskühlung 4 zu dem Gebläse 5 gelangt, mit welchem sich der Kreislauf des Trägergasstroms schließt.
  • Das Destillat fällt an der Kühlschlange 6 an und gelangt übg den Hahn 7 in den Auffangbehälter 8, an dem der Druckausgleich über ein Gärrohr 9 erfolgt.
  • Die Kühlschlange 6 der Gaskühlung 4 wird von einer Kühlsole durchströmt, deren Temperatur mit Hilfe einer Wärmepumpe 20 konstant gehalten wird. Die abgeführte Wärmeenergie ist zur Thermostatisierung 11 des Fermenters, des später beschriebenen Mischgefäßes 15 sowie auch der Gasheizung 3 geeignet.
  • Der Fermenter 1 muß dem Druck des einströmenden Trägergases entsprechend gasdicht sein. Beim Arbeiten mit Cellulase, aber auch mit Xylose, kann mit einer pH-Wert-Regelung 10, bestehend aus einer Registrierung und aus Soll-Ist-Wert-ge- steuerten Säure- und Laugenpumpen, gearbeitet werden, um die jeweils optimalen Bedingungen einzustellen. Zur Thermostatisierung des Fermenters ist die Heizung 11 vorgesehen.
  • Bei der Cellulosespaltung sind die optimalen Bedingungen bei einem pH-Wert zwischen 4,5 und 5 sowie bei einer Temperatur zwischen 32 und 38 OC (mit Berücksichtigung der Temperaturtoleranz der Hefen) gegeben. Für die Xylosevergärung ist je nach Hefe ein pH-Wert zwischen 2,5 und 5 und eine Temperatur zwischen 30 und 38 °C günstig.
  • Als Substrate sind im wesentlichen alle cellulosehaltigen Roh- und Abfallstoffe geeignet; ebenso ist an teilhydrolysierte Cellulosematerialien zu denken. Steht aus einem solchen Hydrolyseprozeß eine als "Vorhydrolysat" bezeichnete, pentosehaltige Lösung zur Verfügung, so kann diese der Xylose entsprechend vergoren werden. Für Hemicellulosen bietet sich eine enzymatische oder säurehydrolytische Vorbehandlung an.
  • Beim Cellulaseabbau wird als Substrat vorteilhaft native oder teilhydrolysierte Cellulose zusammen mit Cellulasen, vorzugsweise von einer Trichoderma und/oder einer Aspergillusspezies, sowie eine Hefe der Gattung Saccharomyces verwendet. Als Cellulasen kommen sowohl handelsübliche Fertigprodukte oder technische Cellulasen als auch labormäßig dargestellte Präparate in Betracht. - Für die Pentosenvergärung ist es vorteilhaft, eine Hefe der Gattung Pachysolen, Pichia oder Candida sowie als Substrat hydrolysierte Hemicellulose zu verwenden.
  • Damit der Fermenter während der Gärung im wesentlichen immer gleich gefüllt ist, wird eine der ausgedampften Ethanol-Wassermischung entsprechende Flüssigkeitsmenge, die Substrat entsprechend dem gebildeten Ethanol enthält, eingespeist.
  • Die Menge an ausgedampftem Destillat beträgt bei einem Gasdurchsatz von etwa 0,3 Nm3 Gas pro Liter Fermenterinhalt und pro Stunde etwa 20 ml.
  • Zur Einspeisung des Substrats, die über die Pumpe 12 kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann, dient eine geeignete Vorrichtung. Je nach Art des Substrats (flüssig oder reich an Feststoffen) wird zu der entsprechenden Pumpe 12 auch ein geeigneter Leitungsdurchmesser gewählt. Dabei ist für feststoffreiche Substrate eine diskontinuierliche Einspeisung etwa in der Art empfehlenswert, daß z.B. jede Stunde ein Substrateintrag bei einem gegenüber der kontinuierlichen Arbeitsweise entsprechend vergrößerten Leitungsdurchmesser erfolgt. Diese Vorgehensweise bringt für die Gärung im Vergleich zur kontinuierlichen Einspeisung keinerlei Nachteile. Auch bei Zudosierung von teilhydrolysierter Cellulose, die Glucose und Glucoseoligomere in einer Konzentration über 2 g/l enthält, stellen sich nach einer vorübergehenden Phase die Konzentrationsbereiche des oben angeführten quasistationären Zustands wieder ein.
  • Wenn Cellulosematerial als Substrat verwendet wird, ist es sinnvoll, dieses nicht erst im Fermenter mit den Enzymen zusammenzubringen. Vorteilhaft wird ein Gefäß 13 benutzt, in dem eine Vorrichtung 14 zum Mischen enthalten ist und in dem das zerkleinerte Cellulosematerial als Feststoff mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, und einer entsprechenden Enzymmenge zusammengebracht wird. Vorteilhaft ist es auch, wenn in diesem Gefäß optimale Bedingungen durch eine Thermostatisierung 15 und eine pH-Regelung 16 für das Enzym eingestellt werden können. Bei der enzymatischen Hydrolyse sind diese Bedingungen bei einem pH-Wert zwischen 4,5 und 6 und einer Temperatur zwischen 45 und 55 °C gegeben. - Um in dem Gefäß 13 eine Säurehydrolyse in günstiger Weise durchzuführen, ist bei einem pH-Wert zwischen 1 und 4 eine Temperatur von 160 bis 220 OC für eine Zeitdauer zwischen einer Sekunde und mehreren Minuten aufrecht zu erhalten.
  • Um, wie bei kontinuierlichen Gärverfahren mit Hefen der Gattung Saccharomyces üblich, die Gärung microaerob zu führen bzw. den Hefen stets eine geringe Menge Sauerstoff für oxidative Reaktionen zur Verfügung zu stellen, ist es vorteilhaft, über eine Pumpe 17 ständig eine gewisse Menge an gefilterter Umgebungsluft in den Fermenter perlen zu lassen. Diese Menge liegt für 1 1 Fermenterinhalt in der Größenordnung von 0,1 1 pro Stunde. - Bei Hefen der Gattung Pichia erweist sich dagegen eine anaerobe Gärführung ohne Einbringen von Sauerstoff als günstiger.
  • Es ist ferner vorteilhaft, laufend eine bestimmte Menge an Enzym für den Abbau der Polysaccharide und/oder ständig eine eine gewisse Dosis an Nährstoffen für die Hefe bei 18 zuzuführen. Bei den Enzymen handelt es sich dabei insbesondere um Cellulasen, bei den Nährstoffen um anorganische Nährsalze, auch in Verbindung mit Hefeextrakt.
  • Um aus dem Fermenter nicht umsetzbares Substrat oder Zellmasse zu entfernen ist ein Austrag 19 vorgesehen, für den die Ausführungen über die Einspeisung entsprechend gelten.
  • Im Fermenter 1 kann der Trägergasstrom entweder von einer Gasfritte oder von einer Düse aus verteilt werden. Wichtig ist eine starke Zerteilung des Trägergasstromes und seine innige Vermischung mit der Fermentationsflüssigkeit.
  • Bei dem strömenden Trägergas kann es sich um ein Inertgas handeln. Arbeitet man mit Hefen der Gattung Saccharomyces, so beginnt man bei der Gärung vorzugsweise mit der Umgebung luft. Der anfänglich in dieser enthaltene Sauerstoff wird dann zum Aufbau von Hefebiomasse verwendet. Im Laufe der Gärung wird durch das entstehende Kohlendioxid anderes Gas aus dem Fermenter verdrängt, und zwar erfolgt der Druckausgleich mit der Umgebungsluft über ein Gärrohr, welches mit einer geeigneten Sperrlüssigkeit, wie Wasser, Schwefelsäure oder einem Desinfektionsmittel, gefüllt ist.
  • Eine Gaserhitzung nach der Destillatabscheidung ist nicht erforderlich, wenn die Kompressionsanlage (Gebläse 5) zwischen Gaskühler 4 und Fermenter 1 gelegt wird. Die dort freiwerdende Kompressionswärme bewirkt eine ausreichende Beheizung des trockenen Trägergases.
  • Damit die in dem Trägergasstrom enthaltene Ethanol-Wasser-Mischung nicht in der Zuleitung zu der Gaskühlung 4 kondensiert, wird diese möglichst kurz gehalten und entsprechend isoliert. Außerdem ist es günstig, unmittelbar anschließend an den Fermenter 1 eine Heizstrecke (Gasheizung 3) für den Trägergasstrom derart vorzusehen, daß ein Teil der Gasableitung mit einem wasserdurchströmten Mantel versehen wird, der eine Temperatur von ca. 5 bis 10 °C über der Gärtemperatur aufweist.
  • Die Abscheidung des Destillats erfolgt vorteilhaft dadurch, daß in die entsprechend verdickte Trägergasleitung eine Kühlschlange 6 derart eingebaut wird, daß an dieser Kühlschlange abgeschiedenes Destillat nach unten in den Auffangbehälter 8 abtropfen kann, während das getrocknete Trägergas über eine separate Leitung aus diesem Kühler nach oben abgezogen wird. Der Druckausgleich zur Umgebungsluft wird zweckmäßig an dem Auffangbehälter 8 durchgeführt.
  • Zum Anfahren des Fermenters wird dieser mit einer wässrigen Suspension des Substrats, dem Enzym und dem Mikroorganismus, evtl. mit entsprechenden Nährsalzen, beschickt. Nach Einstellung des genschten pH-Wertes kann mit der Umwälzung des Trägergases begonnen werden. Zu Beginn der Gärung ist es voF teilhaft, wenn eine bestimmte Menge an Monosacchariden (etwa 1 % in der Lösung) vorhanden ist. Dazu kann das Substrat mit dem Enzym schon eine gewisse Zeit vor der Zugabe des Mikroorganismus inkubiert werden.
  • Beispiel 1: Cellulosefermentation In einem Fermenter mit 3 1 Nutzinhalt wurde der Umsatz von Cellulosepulver gemessen. Die Fermentation erfolgte bei pH 4,8 und einer Temperatur von 36 00. Die Versuchszeit betrug 162 Stunden. Zu Beginn war in dem Fermenter eine wässrige Lösung mit 0,04 % Diammoniumhydrogenphosphat und 0,04- % Hefeextrakt. Als Infektionsschutz dienten 0,01 % Formalin. Als Hefe wurde dickbreiige Bierhefe verwendet, deren Einsaat 50g Preßhefe entsprach.
  • Die 12-prozentige Gellulosesuspension wurde in dem Gefäß 13 bei 50 OC und pH 4,8 mit 1 % technischer Cellulase inkubiert.
  • Der Luftdurchsatz im Fermenter 1 betrug ca. 1 Nm pro Stunde. Stündlich wurden 54 g Destillat mit einem durchschnittlichen Ethanolgehalt von 2 Gew.-% erhalten. Im Fermenter stellte sich eine quasistationäre Ethanolkonzentration von 0,4 Gew.-% ein. Glucose wurde im Fermenter mit einer maximalen Konzentration von 0,1 g/l bestimmt, was praktisch Ciner Endvergärung entspricht. Insgesamt betrug der Einsatz an alpha-Cel lulose 522 g, die 5r:0 9 Glucose äquivalent sind.
  • Daraus wurden 157 g Ethanol erhalten, was einer Ausbeute von 53 % der Theorie entspricht.
  • Beispiel 2: Xylosefermentation Die Fermentation von Xylose mit der Hefe Pachysolen tannophilus wurde bei einen Gasdurchsatz von 0,3 Nm' pro Stunde in einem Formenter mit @@@ Nutzinhalt durchgefüht. Die versuchszeit betrug 94 Stunden. Im Fermenter befand sich eine wässrige Lösung aus 0,2 % Diammoniumhydrogenphosphat, 0,15 % Hefeextrakt und 0,01 % Formalin. Die Hefeeinsaat entsprach 30 g Preßhefe. Im Fermenter wurde eine Temperatur von 34 °C und ein pl von 2,7 aufrechterhalten Nach Erreichen eines quasistationären Zustandes betrug die Ethanolkonzentration im Fermenter 0,2 Gew.-% und im Destillat 1,4 Gew.-%. Die Xylosekonzentration stellte sich bei etwa 1 Gew.-% ein. Im qxiasistationären Zustand wurden stündlich 0,44 g Ethanol aus 1,6 g zudosierter Xylose erhalten, was einer Ausbeute von 54 % der Theorie entspricht.
  • Beispiel 3: Xylosefermentation Die Fermentation von Xylose mit der Hefe Pichia stipitis wurde bei einem Gasdurchsatz von ca. 1 Nm3 pro Stunde in einen Fermenter mit 3,6 L Nutzinalt und einem ständigen geringen Stickstoffüberdruck durchgeführt. Die Versuchszeit betrug 96 Stunden. Im Fermenter befand sich eine wässrige Lösung aus 0,1 % Diammoniumhydrogenphosphat, 0,2 % Citronensäure, 0,2 % Hefeextrakt und 0,03 % Antischaum. Die Einsaat an Hefetrockensubstanz betrug 2 g/l, die nach 70 h um weitere 2 g erhöht wurde. Im Fermenter hielt man eine Temperatur von 32 c und ein pH von 4 aufrecht.
  • Nach einer Inkubationszeit von 19 h wurde der Kompressor eingeschaltet. Die Ethanolkonzentration im Fermenter betrug ca. 0,3 Gew. % und die Xylosekonzentration zwischen 1 und 15 g/l. Insgesamt sind 132 g Xylose umgesetzt worden. Das gewonnene Kondensat enthielt 45,5 g Ethanol und im Fermenter waren bei Versuchsende noch 9,9 g vorhanden. Dies entspricht einer Ausbeute von 0,42 g Ethanol pro g umgesetzter Xylose oder 82% der Theorie.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung geht gegenüber dem bisher bekannten Vorgehen wesentlich stärker auf die besonderen Bedürfnisse bei der Cellulose- und Hemicellulosefermentation ein und ermöglicht daher optimale Umsatzverhältnisse. Dabei sind zum einen aufwendige Einrichtungen zur Erzeugung von Vakuum bzw. zur Konditionierung und Regelung eines Gasstroms für den Aufbau einer Wirbelschicht sowie zum Einbringen von Substrat, insbesondere durch Aufsprühen, nicht erforderlich und zum anderen können Mikroorganismen verwendet werden, die einem Unterdruck nicht standhalten würden (Gefahr des Zerplatzens), ohne daß die Abtreibung des Alkohols in einem Teilstrom des Fermenters erfolgen muß. Auperdem wird die Einrichtung zur Durchmischung des Fermenterinhalts weit weniger aufwendig, weil der Trägergasstrom zum Alkoholabtrieb selbst für die Umwälzung des Fermenterinhalts sorgt.

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Anaerobes submerses Verfahren zum microbiellen oder microbiellen und enzymatischen Abbau von Cellulose und/oder Hemicellulose mit Ausdampfen flüchtiger Endprodukte aus der Gärlösung, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines in einem Kreislauf geführten Trägergasstromes ein kontinuierliches Ausdampfen von flüchtigen, über Zwischenprodukte sich bildenden Abbauprodukten aus der anaerob geführten Gärlösung dergestalt erfolgt, daß sich für Glucose als Zwischenprodukt eine Konzentration unter 0,1 g/l, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,1 g/l, und für niedere Oligomere als Zwischenprodukt sich eine Konzentration unter 0,05 g/l einstellt und im Fermenter sich eine Ethanolkonzentration von 1 bis 10 g/l einstellt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Trägergasstrom als Dampf enthaltene Ethanol zusammen mit dem ausgedampften Wasser durch Abkühlen bis nahe an den Gefrierpunkt des Gemisches (Kondensats) gewonnen und der Trägergasstrom mittels eines Gebläses wieder in den Fermenter zurückgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Trägergasstrom als Dampf enthaltene Ethanol durch eine zumindest semipermeable Membran abgetrennt und der Trägergasstrom mittels eines Gebläses wieder in den Fermenter zurückgeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Celluloseabbau als Substrat native oder teilhydrolysierte Cellulose zusammen mit Cellulasen, vorzugsweise von einer Trichoderma und/oder Aspergillusspezies, sowie eine Hefe der Gattung Saccharomyces verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Pentosenvergärung eine Hefe der Gattung Pachysolen, Pichia oder Candida verwendet wird und daß als Substrat hydrolysierte Hemicellulose dient.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Blasensäulenreaktor (1), dessen Gaszuführungsdüse (2) vorzugsweise im Bodenbereich des Reaktors ein Rührer zur Feinverteilung des Trägergasstroms beigeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Blasensäulenreaktor (1), dem ein Reaktionsgefäß (13) vorgeschaltet ist, in dem eine enzymatische und/oder Säure-Hydrolyse der Cellulose und/oder der Hemicellulose bei optimaler Regelung der Temperatur und des pH-Wertes durchgeführt wird.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fermentationsprodukt (Ethanol) in einer Kühlvorrichtung (6) mit gleichzeitigem Entzug der Kondensationswärme durch eine Wärmepumpe (20) und Rückführung der Kondensationswärme in den Prozeß niedergeschlagen wird.
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